Стальной каркас одноэтажного производственного здания
Курсовой проект - Строительство
Другие курсовые по предмету Строительство
?порных раскосов: пр=180-60*?;
- для сжатых стержней раскосов и стоек: пр=210-60*?;
- для растянутых стержней: пр=400,
где ?=N/(?min*A*Ry*с)?0.5.
Толщину фасонок назначаем конструктивно, исходя из величины усилий в опорном раскосе: при N=-406.05принимаем толщину фасонки tф=12 мм.
Во избежание повреждения при транспортировке и монтаже наименьший уголок принимается с размерами 50х5 мм.
Все расчеты сведены в таблицу 5.
Таблица 5
Таблица подбора сечений стержней ферм
(толщина фасонки tф=12 мм, уклон i=0, сталь С245, Ry=240 МПа)
ЭлементОбозначение стержняРасчетное усилиеСечение, ммПлощадь сечения, см2Геометрическая длина, ммРасчетная длина, смРадиусы инерции, смГибкостиПредельная гибкостьКоэф. продольного изгибаКоэф. условий работыРасчетное напряжение, МПаНедонапряжение, %--NbtАllxеflуеfrxryxyпрminc??123456789101112131415161718ВПВ-1245.07125943.92800280280.03.815.6373.449.7400-0.9555.9308.2Г-3, Д-4-460.43125943.930003003003.815.6378.753.31400.6960.95-150.851.2Е-6-620.07125943.930003003003.815.6378.753.31270.6960.95-203.112.2НПА-2258.78100727.358005805803.054.56190.2127.2400-0.9594.8140.5А-5582.26100727.360006006003.054.56196.7131.6400-0.95213.36.9Раскосы1-2-406.03110834.342202114223.364.9962.984.61230.6510.8-181.75.62-3311.6863614.742504254251.922.97221.2143.2400-0.95211.47.84-5-199.23100727.34360348.84363.054.56114.495.71600.4520.8-161.618.85-685.335059.842504254251.532.41278.7176.5400-0.9587.5160.5Стойки3-4-84.0263614.73090247.23091.922.97128.6104.11620.3710.8-153.425.16-7-84.0263614.73090247.23092.972.9783.3104.11750.5150.8-110.673.6Для ферм пролетом 24 м оптимальное количество типоразмеров - 4…5, и сечения поясов не меняют, поэтому окончательно принимаем:
В-1, Г-3, Д-4, Е-6 L125х9;
1-2 L110х8;
А-2, А-5, 4-5 L100х7;
2-3, 3-4, 6-7 L63х6;
А-1, 5-6 L50х5.
Рисунок 14. Геометрическая схема полуфермы
3.5 Расчет и конструирование узлов фермы
3.5.1 Прикрепление раскосов и стоек к узловым фасонкам
Стержни решетки из парных уголков прикрепляются к узловым фасонкам угловыми швами по обушку и по перу (рисунок 15).
Величина усилий Nn и Nоб определяется по формуле:
Nn=*N/2;
Nоб=(1-)*N/2,
где: =z0/b (для равнобоких уголков приближенно можно принять =0,3) ;
N - расчетное усилие.
Рисунок 15. Узел крепления уголка к фасонке
Требуемую длину сварных швов определяем из условия прочности угловых швов на условный срез по металлу шва:
,
,
где: Rwf=180 МПа - расчетное сопротивление углового шва из стали С245;
f - коэффициент глубины проплавления. (для автоматической и полуавтоматической сварки электродной проволокой диаметром 1,4…2 мм: f=0,9 при kf=3…8 мм; f=0,8 при kf=9…12 мм; f=0,7 при kf=14…16 мм),
kfоб, kfп - катеты швов соответственно по обушку и по перу:
kfоб1,2*tmin,
kfпtуг-,
где tmin толщина фасонки или полки уголка;
tуг толщина полки уголка,
=1 мм для уголков с размерам до L90х7 включительно, =2 мм для уголков большего размера.
Минимальная длина швов:
lwмин=4*kf,
lwмин=40 мм.
Расчет угловых сварных швов произведен в таблице 6.
Для уменьшения сварочных напряжений в фасонках принимают минимальное расстояние (см. рисунок 15):
a=6*tф-20,
где tф=12 мм толщина фасонки.
a=6*12-20=52 мм, принимаем кратно 5 мм в большую сторону, а=55 мм.
Для плавной передачи усилий от стержня к фасонке угол между краями фасонки и уголка принят не менее 15.
3.5.2 Расчет и конструирование опорных узлов
Верхний опорный узел (рисунок 16).
В опорном сечении фермы возникает отрицательный момент (-Mmax). Для расчета узла опорный момент заменяем парой сил H:
H=I-MmaxI/h0,
где: h0=3.1 м - плечо для двускатных ферм.
H=765.8526/3.1=247.05 кН.
Таблица 6
Расчет угловых сварных швов
№ стержняСечение, ммРасчетное усилие, кНШов по обушкуШов по перуbtkfоб max,
ммkfоб,
ммNоб,
кНfобlwоб,
мм?, ммkfп max,
ммkfп, ммNn,
кНfпlwп,
мм123456789101112131415В-11259245.0710.8885.770.976.227636.760.947.8Г-3, Д-41259-460.4310.88-161.150.9134.327669.060.981.1Е-61259-620.0710.88-217.020.9177.527693.010.9105.7А-21007258.788.4690.570.9103.225438.820.969.9А-51007582.268.48203.790.9167.225587.340.9117.81-21108-406.039.68-142.110.9119.726660.900.972.72-3636311.687.26109.090.9122.215546.750.967.74-51007-199.238.48-69.730.963.825529.880.946.95-650585.336.0629.870.940.714412.800.940.03-4636-84.027.26-29.410.940.315512.600.940.06-7636-84.027.26-29.410.940.315512.600.940.0Требуемую площадь болтов нормальной точности определяем по формуле:
?Ab=H/Rbt,
где: Rbt - расчетное сопротивление болта на растяжение, принимаемое в зависимости от класса болта. Принимаем класс болтов 5.6 (Rbt=210 МПа).
?Ab=247.05/210=1176.4 мм2.
Минимальное количество болтов:
n=?Ab/A,
где А=303 мм2 - площадь сечения одного болта по нарезке резьбы болта с наружным диаметром dнар=22 мм.
n=1176.4/303=3.9, принимаем n=4.
Болты устанавливают симметрично относительно центра узла с соблюдением конструктивных требований, в результате определяется длина фланца. Толщину фланца определяем из условия прочности на изгиб, рассматривая его как балку с защемленными опорами пролетом b (а длина фланца):
,
tфл=(3*247.05*90*1000/(4*280*240))0,5=15.8 мм < tфлmin=16 мм, принимаем tфл=16 мм.
Швы, прикрепляющие фасонку к фланцу, работают на срез. Так как длина швов известна, то при заданной толщине шва kf можно проверить прочность:
,
или из условия прочности определить kf:
,
kf?247.05*103/(0.9*180*2*(280-10)=2.8 мм, принимаем kf=5 мм.
Требуемая длина сварных швов из условия прочности угловых швов на условный срез по металлу шва определена в таблице 6 для стержня В-1.
Рисунок 16. Верхний опорный узел
Нижний опорный узел (рисунок 17).
Толщину фланца нижнего опорного узла принимаем равной толщине фланца верхнего опорного узла: tфл=16 мм. Ширину фланца принимаем ко?/p>